医学影像物理学资料 第三版
第三版医学影像技术学MRI讲义
第三版医学影像技术学MRI讲义第一节磁共振成像原理及磁共振成像仪一、成像原理磁化产生一个与主磁场方向一致的宏观纵向磁化矢量共振对机体施加一个特定频率的射频脉冲，使宏观纵向磁化矢量偏转，产生一个横向磁矢量核质子进动频率=磁旋比x磁场强度(W=rB)弛豫接收质子驰豫过程中其横向磁化矢量切割接收线圈产生的电信号(MR信号) →MR图像纵向弛豫（又称T1弛豫）：射频脉冲关闭后,宏观纵向磁化矢量逐渐恢复直至最大的过程T1值（即T1弛豫时间）：射频脉冲关闭后，组织宏观纵向磁化矢量由零恢复到其最大的63﹪所用的时间间隔，称为该组织的T1值。
横向弛豫（又称T2弛豫）：射频脉冲关闭后,横向磁化矢量从最大逐渐减小直至完全衰减的过程T2值（即T2弛豫时间）：射频脉冲关闭后，组织宏观横向磁化矢量衰减到其最大值的37﹪所用的时间间隔，称为该组织的T2值。
二磁共振成像仪磁共振成像仪通常由主磁体、梯度系统、射频系统、控制系统及辅助设备等五部分构成。
一）主磁体主磁体的性能指标包括磁场强度、磁场均匀度、磁场稳定性及主磁体的长度和有效孔径。
1.分类1）.据磁体场强的高低分类：2）.据磁体的类型分类：永磁型和电磁型永磁型：产生磁场的磁体采用稀土永磁材料铸造而成。
优点：缺点：电磁型：常导型和超导型常导型：超导型：产生磁场的磁体线圈导线采用的是铌钛合金等超导材料制成，且线圈浸泡在绝对温标-268.8℃的液氦中。
优点：缺点：二）梯度磁场系统梯度磁场系统是磁共振成像仪的核心之一，它的性能关系到成像速度和成像质量。
梯度磁场最主要的作用是：选层及提供MR信号的三维坐标信息。
梯度磁场功能：提供层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度。
此外，可根据成像需要提供流动补偿梯度、扩散敏感梯度场等。
层面选择相位编码频率编码三）射频系统射频系统的作用：发射射频脉冲（RF）激发机体内的质子产生共振，并接收质子在驰豫过程中发出MR信号。
射频线圈有发射线圈和接收线圈之分。
医学物理学习题解答(第3版)
WORD格式.整理版《医学物理学（第3版）》习题解答2009.10 部分题解2－10．解：已知 363102525m cm v -⨯==; a P .p 511051⨯= a P .p 521011⨯=()())J (..vp p 110251011105165521=⨯⨯⨯-⨯=-=ω∴-2-11．10-5s第三章 液体的表面现象3-1．解：设由n 个小水滴融合成一个大水滴，释放出的能量为P E ∆。
n 个小水滴的总表面积S 1=24r n ⋅⋅π，大水滴的表面积S 2=42R ⋅π，利用n 个小水滴的体积等于一个大水滴的体积，可求出n 即n ×334r ⋅π=334R ⋅π 所以n ×334r ⋅π=334R ⋅π; ()()936333310102102=⨯⨯==--r R n 个 将910个半径为2×310-mm 小水滴融合成一个半径为2mm 的大水滴时，其释放的能量等于表面能的减少，所以 )44()(2221R r n S S E P ⋅-⋅⨯=-=∆ππαα=3612931066.3)10414.3410414.3410(1073----⨯≈⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯J3-2解：由于肥皂泡非常薄，因此可忽略肥皂泡的厚度，取外内＝R R ＝2d＝0.05m 。
因为肥皂泡有内外两个表面，所以肥皂泡增加的表面积242R S π⨯=∆。
根据SW∆=α可得吹一个直径为10cm 的肥皂泡，需要做的功 4423108105421040---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆⋅=ππαS W J 又因为增加表面能等于外力所做的功 W E P =∆ 所以 4108-⨯==∆πW E P J根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2由于肥皂泡有内外两个表面，所以其内外压强差 ＝－外内p p 2.3100.510404423=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-3．解：根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 所以，当肺泡的半径为0.04mm 时，它的内外压强差为＝－外内p p 353100.2100.4104022⨯=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-4．解：根据拉普拉斯公式可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 因为气泡在水下面只有一个球形表面，所以气泡的内外压强差＝－外内p p Rα2 而 h g p p ⋅⋅+ρ0＝外 所以,气泡内的压强 h g p p ⋅⋅+ρ0＝内＋Rα2 即 内p ＝1.013×105＋310×9.8×10＋5331001.2101.010732⨯=⨯⨯⨯--(P a ) 3=5．解：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=由于乙醇能完全润湿玻璃壁，所以接触角O=0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 332107.2221015.08.97911090.32---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m) 3-6．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水能完全润湿玻璃壁，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 112r g h ⋅⋅=ρα 222r g h ⋅⋅=ρα⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-=∆---3333212121105.11105.018.9101073211222r r g gr gr h h h ραραρα ＝1.99×210-(m)＝1.99(cm)3-7．解：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=;由于水能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水在毛细管中上升的高度为 rg h ⋅⋅=ρα2而管中水柱的高度r g R h ⋅⋅+='ρα223333103.5103.08.91010732103----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=(m)=5.3(cm)3-8．解：：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=由于水和丙酮能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水和丙酮在毛细管上升的高度分别为rg h ⋅=水水ρα21 ① rg h ⋅=酮酮ρα22 ②②式除以①式可得 酮水水酮ρραα⋅=t h h 12 所以 3332212104.32107310105.2792104.1-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅－－－水水酮酮＝＝αρραh h (N/m) 3-9．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于血液在毛细管产生完全润湿现象，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以,血液表面张力系数3332109.572105.08.91005.11025.22---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m)第四章 振动和波动及超声波成像的物理原理4－2.解：已知 kg M 5=；()cm t cos x 44010π+π=（1） 由()cm t cos x 44010π+π=得m cm A 11010-==；)srad (π=ω40；mk 2=ω； m k 2ω= 则)J (.)J (.mA kA E 384394400105160021212122222=π=⨯⨯π⨯=ω==s .T 0504022=ππ=ωπ=； Hz Tf 201==； ()()sm 43t 40cos 4s m 4t 40sin 4vπ+ππ=π+ππ-= ()()2222sm 45t 40cos 160s m 4t 40cos 160a π+ππ=π+ππ-=（2） 当s .t 21=时，则()m .cos x 2110254214010--⨯=π+⨯π=；()sm .cos v π=π+⨯ππ=224321404)J (kx E );J (mv E p k 242222220105051600212120852121π=⨯⨯⨯π⨯==π=π⨯⨯==-(或)J (E E E k p 222202040π=π-π=-=)4－3.解：已知cm A 2=；0=t 时，刚好向x 反向传播;πω==250Hz f , 则 s rad π=ω100()ϕ+ω=t cos A x ，0=t 时 0=x 则 2πϕ±=又由 ()0sin 〈+-=ϕωωt A v ， 得 2π=ϕ所以，振动方程为 cm 2t 100cos 2x ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+π=速度方程为 s cm t sin v ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=2100200 s m t cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ=231002 ；s m 2v m π= 加速度方程为 222100200s m t cos a ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=；22m s m 200a π= 4－4. 解：（１）2A x =时，222121kA kx E p ==； 41218122==kA kAE E p 即势能占总能量的25%，动能占总能量的75% 。
医学影像诊断学第三版
第三节医学影像诊断原则和正确书写医学影像诊断报告一、医学影像诊断原则医学影像诊断是临床诊断的重要组成部分，常具有举足轻重的地位。
医学影像诊断的正确与否，直接关系到患者是否能够获得及时、合理、有效的治疗。
在医学影像诊断中，为了达到正确诊断这一目的，必须遵循一定的诊断原则。
X线、CT和MRI检查中，绝大多数诊断都是以图像改变为依据的，因此熟悉图像的正常表现，发现和辨认异常表现是做出正确诊断的前提条件。
当发现异常后，还要进行分析归纳，明确异常表现所反映的病理变化。
最后，综合各种异常表现，结合临床资料，进行逻辑推理，才有可能提出比较客观、正确的诊断。
因此，医学影像诊断的基本原则是：熟悉正常、辨认异常、分析归纳、综合诊断。
（一）熟悉正常影像表现熟悉不同成像技术和检查方法的正常影像表现非常重要，这是辨认异常表现的先决条件。
人体各个系统和部位常常存在一些解剖上的变异；在不同性别和年龄组的器官和结构之间亦可存在差异；此外，在不同成像技术和检查方法中，图像上还可产生不同程度和不同形式的伪影。
如果对这些情况不熟悉、不认识或认识不足，就有可能将图像上的正常表现误认为异常表现，从而导致错误的诊断。
例如，头颅X绒平片检查时，位于额骨中间的永存额缝为正常解剖变异，若对其不熟悉，就有可能将其误认为骨折线；胸部X 线后前位检查时，女性乳房在两下肺野形成对称性密度增高影，而在肌肉发达的男性，胸大肌可于两肺中野外带形成扇形均匀致密影，右侧常较明显，如果对这些表现认识不足，就有可能误认为相应部位肺的渗出性病变；在青少年，椎体的环状骨骺及横突、上、下关节突和棘突顶端的骨骺尚未愈合，勿误认为骨折；腹部CT增强检查时，于动脉期，下腔静脉由于含对比剂血液与不含对比剂血液尚未均匀混合，致其内有低密度灶，而类似下腔静脉内血栓或瘤栓表现，若认识不足亦极易发生误诊；在腹部MRI检查时，腹主动脉产生的搏动性伪影可在肝左叶外侧段内形成类圆形异常信号影，初学者极易将其误为病灶。
医学影像诊断学复习资料
医学影像诊断学(第三版)——Life waits for no man; now is the time. MRI人体正常组织和病理组织的信号强度正常组T1WI T2WI 病理组织T1WI T2WI织脑白质中高中低水肿低高脑灰质中低中高含水囊肿低高脑脊液低高亚急性血高高肿脂肪高中高瘤结节中低中高骨皮质低低钙化低低三正常影像学表现（一）头颅Ｘ线平片①头颅大小与形状②颅骨骨质、密度与结构③颅缝与囟门④颅壁压迹脑回压迹脑膜中动脉压迹蛛网膜颗粒压迹：额顶骨矢状窦的两旁、距中线2～3cm的范围内，大小变异很大板障静脉压迹：颅顶骨多见，10岁前少见导静脉压迹：乳突后方导入乙状窦⑤颅底前、中、后颅凹蝶鞍构成形状大小岩骨与内耳道：1/3不对称，＜0.5mm⑥颅内非病理性钙化松果体钙化，10岁前少见，成人40%显影大脑镰钙化床突间韧带钙化（桥形蝶鞍）侧脑室脉络丛钙化其他：基底节区、小脑齿状核、岩床韧带（二）头颅ＣＴ图像（三）头颅ＭＲＩ图像（三）颈内动脉分为岩段、海绵窦段、前膝段、床突上段和终段。
（四）脑质信号异常长T1、长T2：大多数病变长T1、短T2：动脉瘤、AVM、钙化短T1、长T2：亚急性血肿、脂肪短T1、短T2：急性血肿、黑色素瘤四常见病的ＣＴ、ＭＲＩ表现（一）急性外伤性颅内出血脑挫裂伤包括脑挫伤和脑裂伤。
ＣＴ为首选检查方法。
分类：急性硬膜外血肿\急性硬膜下血肿\急性脑内血肿ＭＲＩ出血信号与血液成分有关，急性期Ｔ１ＷＩ和Ｔ２ＷＩ多为等信号。
１急性硬膜外血肿颅骨内板下方梭形均匀高密度影。
血肿与脑表面接触缘清楚。
不跨颅缝。
常有轻微占位表现。
常发生于受伤部位。
２急性硬膜下血肿颅骨内板下方新月形均匀高密度影。
血肿范围较大，多跨越颅缝，厚度较薄。
常有明显占位表现。
常发生于对冲伤部位。
３急性脑内血肿脑内类圆形或不规则形均匀高密度影，轮廓清楚。
血肿周围有低密度水肿带。
依血肿大小及水肿情况可有程度不等的占位表现。
4 硬膜下积液：（定义）subdural fluid accumulation是外伤后引起小的蛛网膜破损或撕裂，形成活瓣，脑脊液进入硬膜下腔不能回流而形成，也可能是硬膜下血肿吸收后所致。
医学影像诊断学第三版
医学影像诊断学第三版医学影像诊断学是医学领域中的一门重要学科，通过不同的成像技术，对人体内部的器官和组织进行观察和诊断。
近年来，医学影像学技术的发展日新月异，不断迈向新的高度和深度。
其中，医学影像诊断学第三版是一部重要的教材和参考书。
本文将围绕这一主题，介绍医学影像诊断学第三版的重要性、内容和发展趋势。
首先，医学影像诊断学第三版作为一本权威的教材，对于医学生和从事医学影像学研究的人员来说至关重要。
它系统地介绍了医学影像学的基本原理、成像技术和临床应用。
通过深入学习这本教材，学生能够全面了解医学影像学的发展历程和最新成果，掌握各种影像学技术的原理和操作方法，并能够将所学知识应用于临床实践中，提高诊断水平和治疗质量。
医学影像诊断学第三版包含了丰富的内容，涵盖了常见器官和系统的影像学表现，重点介绍了不同疾病在各种成像技术中的特征和变化规律。
例如，在放射学检查方面，该书对X线摄影、CT扫描、核磁共振成像等多种技术进行了全面而深入的解析，并配以大量的影像资料和图例，使读者能够更加清晰地理解各种影像学表现和诊断要点。
此外，该书还介绍了放射造影、超声波和核医学等特殊成像技术的应用，使读者能够掌握不同技术在不同疾病中的诊断优势和局限性。
随着医学影像技术的不断进步和发展，医学影像诊断学第三版也不断更新和完善。
第三版相较于前两版在内容和形式上都有所改进。
内容上新增了一些新的疾病和新的诊断方法，如心脏CT和PET-CT等最新的成像技术应用于心脏病和肿瘤疾病的诊断中；形式上主要在教学手段和教学模式上进行改革，引入了一些新的教学手段如虚拟现实技术，为学生提供更加直观和丰富的学习体验。
这些改变都使第三版的医学影像诊断学教材更符合现实临床需求和教育模式，更能满足学生和研究人员的需求。
此外，医学影像诊断学第三版还反映了医学影像学领域的研究前沿和发展趋势。
随着计算机科学和人工智能的快速发展，医学影像学领域也在积极应用这些新技术。
医学物理第三版知识点总结
医学物理第三版知识点总结第一章绪论1、物理与医学物理2、医学物理的发展历程3、医学物理学的研究内容4、医学物理在医学教学和临床中的作用第二章力学基础1、运动学2、静力学3、动力学4、流体力学5、能量守恒定律第三章声学基础1、声波的基本性质2、声波的传播3、超声波的产生与检测4、超声波在医学中的应用第四章光学基础1、光的基本性质2、光的传播3、光的干涉和衍射4、医学光学的应用第五章热学基础1、温度与热量2、热力学循环3、理想气体的热力学过程4、传热学基础5、生物热力学第六章物质结构与辐射1、元素的结构2、原子结构3、辐射的基本性质4、辐射的生物效应第七章核物理基础1、放射性核素的性质2、放射性核素的衰变3、核反应4、核物理在医学中的应用第八章射线物理与辐射防护1、射线的产生2、射线的基本性质3、辐射测量4、辐射防护第九章医学成像技术1、X线成像技术2、CT成像技术3、MRI成像技术4、超声成像技术5、核医学成像技术第十章医学光子学1、医学光子学的基本原理2、光学诊断技术3、光学治疗技术4、光学成像技术第十一章医学声子学1、医学声子学的基本原理2、超声诊断技术3、超声治疗技术4、超声成像技术第十二章医学生物热学1、热生物效应2、生物冷冻技术3、生物热治疗技术4、生物热成像技术第十三章医学核物理学1、核医学的基本原理2、放射性标记技术3、核医学诊断技术4、核医学治疗技术第十四章医学辐射学1、X线诊断技术2、CT诊断技术3、MRI诊断技术4、辐射治疗技术第十五章医学物理学在临床医学中的应用1、医学物理学在放射学中的应用2、医学物理学在核医学中的应用3、医学物理学在超声学中的应用4、医学物理学在光学中的应用5、医学物理学在生物热学中的应用第十六章医学物理学在医学教学中的应用1、医学物理学在临床医学教学中的应用2、医学物理学在医学研究中的应用3、医学物理学在医学实验室中的应用结语医学物理作为一门辅助临床医学的学科，以其独特的视角和方法为医学科学的发展做出了巨大的贡献。
医学影像物理学资料
医学影像物理学复习资料1．产生X射线需要具备以下三个条件：○1电子源○2高速电子流○3适当的靶物质2.X射线的量：单位时间内垂直于X射线束的单位面积上通过的光子数称为X射线的量。
X射线的质:又称线质，表示X射线的硬度，即X射线穿透物体的能力。
与光子能量的大小有关，光子的能量越大穿透能力越强，越不容易被物质吸收。
X射线中的量决定于x射线中光子数。
3.光电效应：入射光子与原子的内层电子作用时，将全部能量交给电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚而成为自由电子（光电子），而光子本身整个被原子吸收的过程称为光电效应。
康普顿效应：当入射光子与原子的外层轨道电子（自由电子）相互作用时，光子的能量部分交给轨道电子，光子的频率改变后发生偏转以新的方向散射出去即散射光子，获得足够能量的轨道电子形成反冲电子，这个过程称为康普顿效应。
电子对效应：当入射光子的能量>=1.02MeV时，在原子核场或原子的电子场作用下，X光子消失而变为一个正电子和一个负电子，称为电子对效应。
光蜕变：能量在10MeV以上的X光子与物质作用时发生光蜕变。
4.人体哪些部位适合软X射线照射，哪些适合高千伏射线照射及原因软X射线适合女性乳房检查原因：软X射线与物质作用时，物质对X射线的吸收以光电效应为主，光电效应的发生概率与物质有效原子序数的4次方成正比，对于密度相差不大但有效原子序数存在微小差别的物质，因为光电效应发生的频率不同，对X射线的吸收衰减有明显差别，可在感光胶片上形成对比良好的X射线影像。
高千伏射线主要用于密度差别较大的组织原因：对于120Kv以上的管电压产生较高能量的X射线，物质的吸收衰减以康普顿效应为主，由于康普顿效应发生的概率与原子序数无关，此时骨骼的影像密度与软组织及气体的影像密度相差不大，即使相互重叠也不致为骨影所遮盖，从而使软组织或骨骼的细小结构及含气官腔变得易于观察。
5.IP板的组成成分级各部分的作用表面保护层：防止PSL物质在使用过程中收到损伤。
最新医学影像物理学(第3版绪论教学讲义ppt课件
甲氨喋呤在银屑病 治疗中的应用
杨宝琦
山东省皮肤病性病防治研究所
内容提要
• 历史回顾 • 作用机理 • 适应症和禁忌症 • 治疗前评估 • MTX 应 用 期 间 的 实
验室检查 • MTX应用剂量
四、治疗前评估
（一）采集病史、物理检查及实验室检查： 1、全血细胞计数及分类、血小板计数； 2、肾功能检查：血肝酐、BUN、尿分析、 肌酸肝酐清除率，特别是老年患者更需注 意； 3 、 肝 功 能 化 学 实 验 检 查 ： AST、ALT、 碱 性磷酸酶、胆红素、白蛋白、甲乙丙肝炎 标志物； 4、有AIDS危险者需要检查HIV抗体。
(3)核医学影像中的开拓者 核物理是核医学的基础之基础 核医学影像是以放射性元素和射线为物理基础，把放射性元 素放入体内，体外接收射线的发射成像技术
包括:放射性核素测量、放射性核素示踪和放射性药物等 核医学影像技术的物理基础: 射线和粒子束与物质的相互作用 核技术的主要支撑:粒子加速器和核探测
绪论
推荐：治疗前肝活检仅用于先前酗酒、持续 肝功能实验异常和/或乙肝、丙肝感染者。MTX 治疗期间每隔1-2个月应当进行肝功能实验。如 果1年中5-6次肝功能化学实验结果异常（意味 着肝功持续异常），需要进行肝活检。
肝活检对身体有伤害，但是银屑病患者肝活检危险性 低于其他疾病患者。肝活检的不良反应包括被膜下出血、 胆囊穿孔、气胸、腹腔出血，大部分不良反应与其他疾 病相关，估计发生频率为1.5/1000。
(3)核医学影像中的开拓者 贝克勒尔发现了放射现象 玛丽·居里夫妇发现了镭
亨利.贝克勒尔 法国物理学家
居里夫妇 法国物理学家
医学影像物理学复习资料汇总
医学影像物理学复习资料汇总医学影像物理学是医学中的一个重要分支，它研究了使用不同的物理学方法和技术来获取、处理、诊断和治疗医学影像的原理和应用。
了解医学影像物理学的基本知识对于医学从业者以及对医学影像感兴趣的人来说十分重要。
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1. 《医学影像物理学》教材《医学影像物理学》是医学影像物理学领域的经典教材之一。
该书详细介绍了医学影像物理学的基本原理、成像技术和设备、影像质量和安全等相关内容。
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2. 学术论文学术论文是了解和深入研究医学影像物理学的重要途径之一。
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3. 专业培训课程和研讨会参加医学影像物理学的专业培训课程和研讨会可以提供系统化的学习和交流平台。
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5. 学习笔记和总结总结和整理学习笔记是复习的重要环节之一。
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在复习医学影像物理学时，读者可以根据自己的实际情况选择适合自己的学习方法和资料。
医学影像物理学题库(含答案)
医学影像物理学题库(含答案)1、X射线管的负极由灯丝和聚焦罩两部分组成。
2、要获得大的管电流，需要选择高电压和高温度的灯丝。
3、钨通常被用作X射线管的阳极靶。
4、高速运动的电子与靶物质相互作用时，会发生碰撞损失和辐射损失。
5、X射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积的光子数量与能量乘积的总和。
6、在医学应用中，X射线的强度通常用量和质来表示，量是光子数，质是能量。
7、在X射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小。
8、光电质量衰减系数与原子序数、光子能量之间的关系可表示为μτ/ρ∝Z^3/(hυ)^3.9、康普顿质量衰减系数与入射光子能量之间的关系可表示为μc/ρ∝1/(hυ)^3.10、康普顿效应发生的概率仅与物质的每克电子数有关，与原子序数Z无关。
11、电子对质量衰减系数与原子序数和光子能量的关系可表示为：当hυ>2me c^2时，μp/ρ∝Zhυ；当hυ。
2me c^2时，μp/ρ∝Zln(hυ)。
12、在X射线与物质的相互作用时，整个诊断X射线的能量范围内都有10keV-100keV的X射线产生，但所占比例很小，对辐射屏蔽的影响不大。
13、在X射线与物质的相互作用时，总的衰减系数μ/ρ包括光电吸收、康普顿散射、电子对产生和相干散射。
14、在X射线与物质的相互作用时，在10keV～100MeV 能量范围的低能端部分，光电效应占优势；中间部分，康普顿效应占优势；高能端部分，电子对效应占优势。
15、宽束X射线是指含有散射的X射线束。
16、滤过是指将X射线束中的低能成分吸收掉。
17、滤过分为固有滤过和附加滤过。
18、X射线传播过程中的强度减弱包括距离所致的扩散衰减和物质所致的吸收衰减。
19、X射线影像是人体不同组织对射线的衰减结果。
20、增感屏和胶片组合体在应用时，胶片的光密度直接取自X射线的能量不足10％，其余的光密度都是靠增感屏受激后发出的可见光获得的。
医用物理学（第三版）
医用物理学（第三版）前言第一章刚体的定轴转动§1.1 角量和线量§1.2 转动定律转动惯量§1.3 角动量角动量守恒定律§1.4 旋进习题一第二章物体的弹性骨的力学性质§2.1 应力和应变§2.2 弹性模量§2.3 形变势能§2.4 骨的力学性质习题二第三章血液的流动§3.1 理想流体的定常流动§3.2 血液的层流习题三第四章振动与波动§4.1 简谐振动§4.2 简谐振动的叠加§4.3 振动的分解频谱分析§4.4 阻尼振动受迫振动共振§4.5 波动方程§4.6 波的能量能流密度§4.7 波的干涉习题四第五章超声波超声诊断仪的物理原理§5.1 声波§5.2 超声波的基本性质及数学表述§5.3 超声在介质中的传播规律§5.4 超声的产生及声场基本特征§5.5 超声诊断仪的物理原理习题五第六章狭义相对论§6.1 伽利略变换和经典力学时空观§6.2 狭义相对论的基本假设洛伦兹变换§6.3 狭义相对论的时空观§6.4 狭义相对论动力学习题六第七章液体的表面性质§7.1 液体的表面张力和表面能§7.2 弯曲液面的附加压强§7.3 液体与固体接触处的表面现象毛细现象习题七第八章静电学§8.1 电场电场强度§8.2 高斯定理及其应用§8.3 电场力做功电势§8.4 电偶极子电偶层心电§8.5 静电场中的电介质§8.6 电容电场的能量习题八第九章电流的磁场§9.1 磁感应强度磁通量§9.2 毕奥-萨伐尔定律及其应用§9.3 安培环路定理及其应用§9.4 磁场对电流的作用§9.5 生物磁场和磁场的生物效应习题九第十章恒定电流§10.1 欧姆定律的微分形式§10.2 电动势生物膜电位§10.3 直流电路§10.4 电容器的充放电过程§10.5 电流对人体的作用习题十第十一章眼睛的屈光§11.1 眼睛的屈光系统§11.2 球面的屈光§11.3 透镜的屈光§11.4 眼睛的屈光不正及其物理矫正习题十一第十二章波动光学§12.1 光的干涉§12.2 光的衍射§12.3 光的偏振习题十二第十三章量子力学基础§13.1 热辐射普朗克的量子假设§13.2 光电效应爱因斯坦的光子假说§13.3 康普顿效应§13.4 玻尔的氢原子理论§13.5 微观粒子的波动性§13.6 波函数薛定谔方程习题十三第十四章激光及其在生物医学中的应用§14.1 激光基本原理§14.2 激光主要参数与特性§14.3 激光生物效应与技术§14.4 激光在临床医学中的应用习题十四第十五章原子核物理核磁共振成像原理§15.1 原子核的性质§15.2 放射性核素的衰变§15.3 放射性核素的衰变规律§15.4 射线与物质的相互作用§15.5 射线的剂量和防护§15.6 放射性核素在医学上的应用§15.7 核磁共振成像原理习题十五第十六章 X射线成像的物理基础§16.1 X射线的产生及其基本性质§16.2 X射线衍射 X射线谱§16.3 X射线的吸收§16.4 X射线成像习题十六附录A 常用物理常量表附录B 部分数学公式附录C 希腊字母表附录D 三种坐标系中的线元、面元和体积元附录E 两个矢量的标积和矢积参考文献版权 [1]。
医学影像物理学课件
式中 ai – 第 i 种元素在单位体积中电子数占有率 Zi - 第 i 种元素的原子系数
第一章 普通X射线影像
X射线在人体组织内的衰减
连续能谱X射线的衰减规律
连续能谱X射线可看成多个单能窄束X射线之和
I = I1+ I2+ - - - - + In = I01e - µ1 x + I02 e - µ2 x + - - - -
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
光电效应
X光子
+
产生条件：入射光
子的能量大于原子
标识 辐射
内层电子的结合能
光电子
第一章 普通X射线影像
X射线在介质中的衰减
康普顿散射
光栏准 直系统
入射 X光
石墨 散射体
散射X光
θ（散射角）
入射光子与 材料中自由 电子作用损 失部分能量 成为波长变 长的散射光
光电阴极
聚焦电极
阳极 输出屏
X
射 线
输入屏
光电子
可 见 光 管压25~30kV
第一章 普通X射线影像
X射线透视与X射线摄影
普通 X线 影像
影像亮度提高
数千倍
增强 X线 影像
意义
间接摄影 / 电视观察 / 数字成像
第一章 普通X射线影像
特殊X射线摄影
软X射线摄影
基本原理
软X射线在组织中的衰减 受组织密度影响较大 因此采用软X射线摄影 利于提高软组织影像对比度
时与靶粒子相互 作用的发生概率
σ＝（ΔI / I ）/（ N • x ）
量转移面积
式中 I0 - 入射强度 I - 出射强度
医学影像物理学课件3
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT的后处理技术
• 图像过滤 修饰相邻像素之间的关系 平滑滤波 / 轮廓滤波 / 边缘增强滤波 / 阴影滤波 • 图像缩放 以不产生明显失真为原则
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT图像的质量控制
评价图像质量的参数
• 对比度
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT的数理基础
体层 像素 体素 • 体层 • 像素 • 体素 受检体中一个薄层 图像中的基本单元 受检体中小体积元
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT的数理基础
扫描 投影 为采集影像数据
扫描即按一定 顺序对受检体 体层进行投照 并检测投影值
须用单能窄X射线束对受检体进行扫描
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT图像的质量控制
• 均匀度 均匀度指均质体各局部CT值的一致性 影响因素有 图像噪声/ 射线硬化/ 超界测量 • 各参数间关系 密切关联 相互制约 优化可调
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT图像的质量控制
X-CT的伪像
重建图像中所受各种干扰的图像表现 伪像是受检体上的非真实存在 产生原因有 系统测量误差/ 射线质量/ 金属异物/ 受检体移动/ 系统参数设置
检测器环 （静止） X线管
对于检测 器环上某 一个单元 相当于射 线管绕受 检体旋转 一个扇面
特定 检测元
X线管旋 转轨迹
第三章 X射线计算机体层成像
X-CT的扫描方式
螺旋扫描方式
扫描 路径
第三代 改进
提高扫描速度 减少运动伪像
受检体 移动方向
可以薄层扫描
第三章 X射线计算机体层成像
《医学影像物理学》课件
PET扫描的基本原理
PET扫描利用正电子放射性核素的衰变过程进行成像，可以测量器官和组织的代谢活动，对肿瘤、心血 管疾病等有重要应用价值。
MRI扫描的基本原理
MRI扫描利用人体组织中的水分子和磁场相互作用进行成像，可以提供更清 晰和详细的解剖图像，对神经、心血管和骨骼系统疾病有较好的诊断效果。
超声波的基本原理
医学治疗
辅助材料选择和手术规划，如放射治疗和介 入手术。
医学教育
培训医学专业人员，提高医学影像诊断和治 疗的水平。
X射线的基本知识
X射线是一种电磁辐射，具有穿透力强、易于产生和探测的特点，广泛应用于 医学影像诊断和放射治疗。
CT扫描的基本原理
CT扫描是一种通过X射线和计算机重建图像的成像技术，能够提供更详细和 精确的断层图像，用于各种疾病的诊断。
图像伪影、图像模糊、强度偏差等
2 解决方案
优化成像参数、改进仪器设备、提高操作 技术等
医学影像物理学发展趋势
随着科技的进步和需求的增加，医学影像物理学正朝着更高分辨率、更快速成像、更精准定位、更低辐 射剂量等方向不断发展。
医学影像物理学未来的前景和 挑战
医学影像物理学在医学诊断和治疗方面具有巨大潜力，但也面临着技术创新、 人才培养、安全保障等方面的挑战。
医学影像物理学在治疗中的应用
医学影像物理学不仅在诊断中有重要应用，还可以辅助治疗过程，如放射治疗和介入手术，提高治疗效 果和安全性。
医学影像物理学在科研中的应 用
医学影像物理学为科学研究提供了重要的工具和方法，在生物医学领域探索 新的成像技术和研究人体结构、功能的变化。
医学影像物理学中的重要工具
X射线机
用于产生X射线，进行各种X射线成像技术。
医学影像物理学课后题答案 第三版
第一章 X 射1-1 产生X 射线需要哪些条件？答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。
首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于10-4Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。
1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。
1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5⨯810m·s -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。
答：此题的思路是由动能公式221v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。
但当速度可与光速c =3⨯810m·s -1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量kg 30231220e e 10052.1)2/1(11011.9/1--⨯=-⨯=-=c m m v nm 0169.0max min ==νλh hc keV 8.731018.1)105.1(10052.121211428302e max =⨯=⨯⨯⨯⨯==--J m h v ν 此题使用221v m 并不合适，实际上考虑相对论效应，应用E k =m e c 2-m e0c 2的计算动能。
1-4 下面有关连续X 射线的解释，哪些是正确的？A ．连续X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B ．连续X 射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果；C ．连续X 射线的最大能量决定于管电压；D ．连续X 射线的最大能量决定于靶物质的原子序数；E ．连续X 射线的质与管电流无关。
正确答案：B 、C 、E1-5 下面有关特征X 射线的解释，哪些是正确的？A ．特征X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B ．特征X 射线的质与高速电子的能量无关；C ．特征X 射线的波长由跃迁电子的能级差决定；D ．滤过使特征X 射线变硬；E ．靶物质原子序数越高，特征X 射线的能量就越大。
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第一章X 射线的产生条件：（1）电子源（阴极）发射电子（2）加速电子增加动能的电位差（高管电压）（3）一个高度真空（P<10-4Pa ）的环境（玻璃外壳） ，使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗，保护灯丝不被氧化。
（4）一个受电子轰击而辐射X 射线的物体（阳极靶）。
X 射线管的结构:1.X 射线管的阴极（cathode ）• 发射电子的电子源，使电子聚焦后去撞击阳极； • 组成:发射电子的灯丝和聚焦电子的凹面阴极体。
• 圆焦点型：阴极灯丝绕成螺旋型，放在碗状阴极槽中，散热差：• 类型: 线焦点型：阴极灯丝绕成长螺线管型，• 放在阴极体头部的长形凹槽中。
• 双焦点型：有大小不同的两组灯丝，可产生大 • 小双焦点，若选用大焦点，只给长灯丝通电。
2.X 射线管的阳极（anode ） 产生X 射线。
固定式：钨、钼制成，嵌在铜制阳极体上—衬底类型：特点：产热高，用于管电流小，曝光时间长的牙科和骨科X 光机（按结构分） 旋转式：将阳极和阳极体作成圆盘状，用小电机带动旋转； 特点：产热均匀分布，避免局部过热，功率。
3. .有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。
(θ为靶与竖直方向的夹角)X 射线管阴、阳极体的作用:阴极体作用：① 使电子初聚焦 ② 防止二次电子危害 阴极体作用：①接收从阴极发射出的电子并将它们传导至与X 射线管相连的电缆，使其能返回高压发生器；②为靶提供机械支撑；（3）良好的热辐射体。
X 射线管的电特性X射线管工作过程阴极通电后温度升高，会产生热电子发射，阴极和阳极之间外接很高的直流电压，阴极发出的热电子被直流高压加速，以很高的速度轰击金属阳极，产生X线。
X射线管的焦点及焦点的性能参量1、实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后，撞击在阳极靶上的面积。
2、有效焦点：实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积，即X射线照射在胶片上的有效面积实际焦点和有效焦点大小的影响实际焦点面积增大，散热好，但有效焦点面积也增大，胶片影像模糊实际焦点面积减小，阳极靶单位面积上的电子密度增大，实际焦点温度增大，阳极损坏；图象有效焦点越小，影像越清晰；有效焦点为点光源时：胶片图象边界清晰；有效焦点为面光源时：胶片边界模糊有半影；高斯分布>矩形分布>双峰分布管电流增大，焦点增大，影像质量下降；管电压增大，焦点增大，影像质量下降；辐射形式：韧致辐射，标识辐射。
韧致辐射定义：（连续X射线产生）高能入射电子通过阳极原子核附近，受到原子核引力场的作用会降低速度并改变方向，入射电子损失的能量以电磁辐射的形式释放。
这种形式产生的辐射称为“轫致辐射”或“制动辐射”连续X射线产生原因：•每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同•每个电子与靶原子作用前的能量也不同•故各次相互作用对应的辐射损失也不同，因而发出的X光子频率也互不相同，大量的X光子组成了具有频率连续的X光谱。
连续X射线产生特点：•每条曲线都有一个峰值；•曲线在波长增加的方向上都无限延展，但强度越来越弱；•在波长减小的方向上，曲线都存在一个称为短波极限波长λmin的极限值；•随着管压的升高，辐射强度均相应地增强；•各曲线所对应的强度峰值和短波极限的位置均向短波方向移动。
标识辐射定义：（离散X射线）是高能电子与阳极物质内层电子作用的结果。
高速电子把原子核外内层电子击出的过程中伴随的标识X射线的电磁辐射，称标识辐射，也称特征辐射。
产生条件：入射电子的动能大于阳极原子中壳层电子的结合能，而辐射光子的能量则仅仅取决于阳极原子的电子能级之差。
标识X射线波长仅取决于阳极靶物质。
X射线的基本特性1. X射线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播：2. X 射线不带电，不受外界磁场和电场影响；3. X 射线具有贯穿本领；（不同组织穿透性不同：骨骼--软组织--脂肪--肺、肠道）4. X 射线的荧光作用；(X 射线照射荧光物质可发出荧光)透视、增感屏5. X 射线的电离作用；（ X 光子撞击电子一次电离，撞击其它原子二次电离） 6。
X 射线的热作用；7. X 射线的化学和生物效应： （与物质进行光化学反应；生物体内电离和激发作用）X 射线的强度：单位时间内通过单位横截面积的辐射能量（光子数和每个光子能量决定）。
常用X 射线的量和质表示强度；量：X 光子数目N ，mA.s质：X 光子的能量hv （平均），可表示X 射线的硬 度：穿透物质的能力X 射线按硬度大小分类：极软、软、硬、极硬四类；用途各异。
影响强度因素：光电作用光电作用过程是光致电离的过程，一个辐射光子使原子的一个壳层电子脱离原子，变成光电子。
光子的能量用来克服电子的结合能使原子电离，剩余部分能量变为光电子的动能。
康普敦散射定义：能量较高的辐射光子（远高于电子的结合能）在与物质相互作用时，入射光子与原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子损失一部分能量，并改变运动方向，电子获得能力而脱离原子。
X线摄影与X线荧光透视应用荧光屏显像的检查方法称为X射线透视；应用X射线胶片显像的检查方法称为X射线摄影；X线荧光透视投照部位厚度一定，则荧光屏上暗的地方对应人体组织密度高的部位，X线吸收多；荧光屏上亮的地方对应人体组织密度低的部位，X线吸收少；缺点:•有辐射且量大•不能留下客观记录•透视影象是先将X射线影象转为荧光屏的光影象，然后再转为上影象，两次影象转换，丢失信息，同时荧光屏亮度有限，人眼视觉灵敏度低，荧光物质颗粒大，则较细微结构的影像看不清楚，对早期病变和复杂结构组织器官看不情。
X射线摄影•投照部位厚度一定，则胶片上暗的地方对应人体组织密度低的部位，X线吸收多；荧光屏上亮的地方对应人体组织密度高的部位，X线吸收少；第二章数字减影血管造影（DSA）的原理将造影前、后获得的数字图像进行数字减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂所充盈的血管在减影图像中显示出来，有较高的图像对比度。
数字减影的3种基本方法：时间减影，能量减影(能把不同吸收系数的组织影像分开)，混合减影。
影响DSA影象质量的因素：(1) 噪声(2)运动伪影(3)造影剂浓度DSA的优缺点：（与胶片减影相比）优点：1.对比度大2. 实时处理3.直接显示和校正缺点：1.运动会产生伪影2.不进行选者性注射时，会血管重叠CR成像过程：1.影像信息的采集 2.影像信息的读取 3.影像信息的处理 4.影像信息的再现影响CR影像质量的因素•空间分辨力：PSL物质结晶体的颗粒度、影像读出系统的电光学特性、激光束光点的大小、散射程度CR影像中的噪声：•X射线量子噪声：IP吸收过程中产生•光量子噪声：光电倍增管转换时产生•固有噪声：IP结构噪声、激光噪声、模拟电路噪声、A/D转换中量子噪声等CR影像的优缺点•优点：1.数字影像2.X 射线照射量的动态范围大3.照射剂量低4.应用范围广5.IP可重复使用•缺点：•时分力差、空分力稍差、设备昂贵。
CT原理CT是综合运用层面X线扫描原理，利用高灵敏光子探测技术，先进的数据处理方法和显示技术，根据人体不同组织和病变对X线衰减系数不同，采用一定的数学方法，把探测的结果经计算机处理，获得人体衰减系数在人体某剖面上的二维分布矩阵，再用电子技术转化为一系列准确而详细的组织层面灰度图像，实现断层图像的现代医学成像技术。
CT重建过程1.划分体素和像素;2.扫描并采集足够的投影数据;3.采用一定的算法处理投影数据,求解出各体素的成像参数值(即衰减系数)获取μ分布,并转为对应的CT值分布;4.把CT值转为与体素对应的像素的灰度,即把CT值分布转为图像画面上的灰度分布,此灰度分布就是CT像。
1.反投影法（利用投影数值近似的复制出μ的二维分布矩阵.）原理:沿扫描路径的反方向，把所得投影的数值反投回各体素中去，并用计算机进行运算，求出各体素u 值而实现图像的重建。
缺点：边缘失锐解决的办法：采用滤波反投影法X-CT成像与普通X线成像最大不同之处普通X射线摄影像是重叠的模拟像,而X-CT图像是数字化的断层图像CT影像设备的组成①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）;②计算机系统（数据储存、运算等）和图像重建系统;③图像显示和存储、照相系统。
算法举例2.滤波反投影图像重建定义:用一滤波函数与前投影值卷积作为新的投影函数，再反投影。
优点：去伪影，且速度快。
3.CT 值：CT 影像中每个像素所对应的物质X 射线线性平均衰减量的大小。
则衰减系数为 的某种物质的CT 单位为亨为能量是73Kev 的X 射线在水中的线性衰减系数 K 为分度系数，一般K=1000 窗口技术：（CT 机放大某段范围内灰度的技术。
）将放大灰度范围的上限增强为全白，下限压缩为全黑。
增强了局部灰度范围内不同灰度之间黑白对比的程度。
窗口：被放大的灰度范围。
窗宽：被放大的灰度范围上下限之差。
窗宽=CT max-CT min 窗位：被放大的灰度范围的灰度中心值。
窗位=(CT max+CT min)/2规律:窄窗宽——CT 值范围小——每级灰阶代表的CT 值跨度小——黑白对比度大。
适合观察密度差别小的组织。
宽窗宽，适合观察密度差别大（肺、骨质）的组织。
第三章磁共振现象：定义：处在某一静磁场中的物质的原子核受到相应频率的电磁波作用时，在它们的能级之间发生共振跃迁现象。
优点：（1）有多个成像参数，能提供丰富的诊断信息；（2）无电离辐射，安全可靠；（3）有极好的组织分辨能力；（4）不需造影剂，即可观察心脏和血管系统；（5）扫描方向灵活，可做横断面、冠状面、矢状面及任意切面断层扫描。
缺点：但扫描时间相对较长。
空分力较低。
设备昂贵，禁忌症多。
产生磁共振现象的基本条件：1. 能够产生共振跃迁的原子核；2. 恒定的静磁场3. 产生一定频率电磁波的交变磁场。
119-=mωμ旋进（进动）：具有角动量的体系在外力矩的作用下，角动量方向发生连续改变的现象。
纯旋进：在外力矩与体系的角动量始终垂直时，角动量大小不变，方向发生连续改变的现象。
自旋：电子的自旋运动电子的自旋磁矩等于电子的自旋磁旋比乘以电子的自旋角动量。
即 g l 为带电粒子轨道g 因子，对于电子，其轨道运动gl =-1；自旋运动gl =-2。
磁共振信号的采集当在静磁场中物质的原子核受到—定频率的电磁波作用时，在它们的能级之间发生共振跃迁，这就是磁共振现象。
物质吸收电磁波能量而跃迁之后，又会释放电磁能量恢复到初始状态，如果用特殊装置接受这部分能量信号，就采集到了磁共振信号。
SE 序列的加权图像射频磁场由于纵向磁化矢量Mz 方向与外磁场方向平行，它是叠加在外磁场上，故无法测量出来。
为此在XY 面上任一方向加入射频磁场Br （绕B0的旋转磁场），使磁化矢量M 偏离B0 ,在XY 面上产生不为零的横向磁化矢量投影分量M x y=M sin θ。